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1、环 境 地 质 学,,Environmental Geology,周 建 伟 中国地质大学（武汉）环境学院,第四讲 滑 坡,1、滑坡概述,滑坡是斜坡上的岩体或土体，在重力作用下沿某一软弱面或软弱带整体滑移的现象和过程。滑坡俗称“走山”、“垮山”、“地滑”、“土溜”等。,滑坡,(1) 滑动面,(2) 滑坡体,(3) 滑坡周界,(4) 滑床,(5) 滑坡前缘（滑坡舌）,滑坡要素,(6) 滑坡壁,(10) 滑坡裂缝,(9) 滑坡洼地（湖）,(7) 主滑线,(8) 滑坡台阶,1、滑坡概述,滑坡各形态要素的发育特征,1.簸箕形；2.舌形；3.椭圆形；4.长椅形；5.倒梨形；6.牛角形；7.平行四边形；8
2、.菱形；9.树叶形；10.叠瓦形；11.复合形,1、滑坡概述,平面特征,a.圆弧形；b.平面形；c、d.折线形；e.软岩挤出形,纵断面特征,1、滑坡概述,复合形纵断面形态,1、滑坡概述,滑坡后部和前部形态特征,滑坡后部的陷落洼地 a.裂缝密集带；b.陷落洼地；c.后缘拉裂槽,滑坡前部特征 a.帚状剪出口；b.鼓丘和鼓胀裂缝；c.滑坡摺曲,1、滑坡概述,滑坡的横断面特征,1、滑坡概述,1、滑坡概述,滑坡裂缝,产生、发展、演化、消亡稳定、失稳、再稳定,蠕动挤压阶段（准备阶段） 蠕滑阶段,滑动阶段,剧滑阶段,稳定阶段,周期性的活动特点,滑坡运动的阶段性特征,1、滑坡概述,2、滑坡的危害,贵州三穗高速
3、公路滑坡35人被埋,2001年重庆武隆滑坡，约1.6万立方米，造成79人死亡、7人受伤。,四川丹巴滑坡,新滩滑坡发生于长江西陵峡上段的兵书宝剑峡出口的新滩镇一带。,发展历史： 1964年，姜家坡前缘出现拉裂缝。潜伏孕育阶段 1968年，长办开始勘探并合同湖北省西陵峡岩崩调查处进行了地表位移观测。 1985年6月12日凌晨，发生大型山体滑坡。 滑体体积约2千万立方米，为一巨型堆积层滑坡，对岸涌浪迹线高达54M。 预报及时，10下午开始紧急搬迁，1371人无一人伤亡。,滑坡前,滑坡后,洒勒山滑坡全貌,洒勒山大滑坡位于甘肃省东乡族自治区的洒勒山。 1983年3月7日发生，仅数十秒就使3个村庄荡然无存
4、，死237人，伤22人。滑下岩土近4亿立方米，使一个水库被填，一个水库进水渠道被淤，三千亩农田被毁。 物质基础垂直节理及裂隙发育的新老黄土 动力基础山高坡陡 触发因素降雨、融雪 触发因素不科学的水利建设 北方滑坡集中于34月份和810月份,三峡水库：库长638公里，库岸长5000公里，最高水位175米，淹没13个县市，150个镇。 巴东县：新县城选在古滑坡体上 1995年6月10日二道桥沟失稳 1995年10月29日三道桥沟发生滑坡，致使长江断航12天 1995年6月10日二道桥沟失稳,巴东县城：桥左侧建筑群为原县城 桥右侧为1993年前新建县城,3、滑坡的识别,识别方法,航片解译、地面调查、
5、勘探 面线点,(1) 地形地貌方面 滑坡形态特征、阶地、夷平面高程对比,(2)地质构造方面: 滑体上产生小型褶曲和断裂现象 滑体结构松散、破碎,圈椅状地貌 双沟同源,识别标志,3、滑坡的识别,(3)水文地质方面 结构破碎 透水性增高 地下水径流条件改变 滑体表面出现积水洼地或湿地，泉的出现。,(4)植被方面 马刀树、醉汉林,3、滑坡的识别,2004年四川宣汉天台乡滑坡,(5)滑动面的鉴别,勘探：钻探,变形监测：钻孔倾斜仪,3、滑坡的识别,3、滑坡的识别,土质滑坡滑面一般呈圆弧型,岩质滑坡滑面受结构面控制，主滑剖面上一般表现为折线。,3、滑坡的识别,滑面识别的重要性,3、滑坡的识别,黄土坡滑坡临
6、江I#崩滑体,黄土坡滑坡属大型岩质古滑体，总面积1.28平方公里（175米水位线以上），位居三峡库区四大滑坡之首。险区内有72家单位、13家工矿企业、22家副业设施、4475户15713人，房屋总面积68.87万平方米。,3、滑坡的识别,I#临江崩滑体滑带特征,3、滑坡的识别,滑坡滑面（带）的识别标志,（1）滑带物质成分：滑带一般表现出颜色的差异、成分的差异、结构的差异、物理力学性质的差异。 （2）擦痕、镜面：滑带的顶、底或中间发育磨擦镜面、擦痕，这是一般滑坡滑面的共同特征。在钻孔、探井及探洞中要注意寻找擦镜面、擦痕的证据。,3、滑坡的识别,4、滑坡分类,按滑动面与层面的关系分类 (1)无层滑
7、坡：均质、无层理的岩土体 (2)顺层滑坡：原生、次生的软弱夹层存在，上部松散堆积物与下部基岩接触带 (3)切层滑坡：多发生在岩层近于水平的平迭坡,按滑坡的动力学特征分类（巴甫洛夫，1903） (a)推动式滑坡 (b)牵引式滑坡 (c)混合式滑坡 (d)平移式滑坡,按岩土体类型分类,按滑动面深度分类 (1) 浅层滑坡(50m),按滑坡形成时间分类 (1) 新滑坡 (2) 老滑坡 (3) 古滑坡,4、滑坡分类,5、我国滑坡灾害的发育情况,我国滑坡灾害的四大特点,分布广泛,危害严重,规模巨大,分布不均,我国近二十年来滑坡灾害实例,西南,西北,中 南,华东,华北,东北,我国大型滑坡灾害分布情况,5、我
8、国滑坡灾害的发育情况,该区位于青藏高原东部边缘地带，属怒江、澜沧江、金沙江、雅砻江、大渡河等流域。,(1) 横断山、川黔滇山地滑坡强发育区,5、我国滑坡灾害的发育情况,本区特征： 多高山峡谷，地形陡峻，高差达1500-2500m以上气候变化异常，属暴雨多发区。所以，在一些大型沟谷中，常发育由上下游崩塌-滑坡-泥石流连为一体的不稳定山体和谷底堆积区。其数量、规模及密度居全国之首。尤其是60年代以来，山区铁路、公路建设给天然状态下的滑坡、泥石流活动又增添了新的活力。,5、我国滑坡灾害的发育情况,(2) 雅鲁藏布江下游地区滑坡强发育区,5、我国滑坡灾害的发育情况,本区特征： 它是全球大陆河谷下切最深
9、，地势高差最大的高山地带。河谷区湿热多雨，年平均降雨量达2500mm以上。山地海拔4600m以上为终年积雪的高山冰雪带，构造上恰好处于印度板块碰撞带-雅鲁藏布江缝合带展布范围，地壳新构造活动强烈。基岩裸露，岩石极端碎，地形复杂异常。历史地震活动频率高，强度大。该区的自然地质环境和气候条件，对山体滑坡、崩塌、泥石流的发育提供了充足的物质来源和强大的动力条件。,5、我国滑坡灾害的发育情况,为长江与黄河两条水系分水岭及其各主要支流上游区，其中包括长江水系的汉江、嘉陵江等流域海拔1500-3000m的中高山区。,(3) 秦巴山地滑坡强发育区,5、我国滑坡灾害的发育情况,本区特征： 地质条件较复杂，新构
10、造活动以断块式抬升为主，基岩裸露，山势陡峻。年平均降雨量1000-1200mm，且常有暴雨发生，日最大降雨量个别年份达300mm以上。特别是某些变质的千枚岩、片岩带、硬岩与软岩互层或软弱夹层结构发育的山体斜坡带稳定性较差，滑坡多有发生。,5、我国滑坡灾害的发育情况,(4) 黄河中上游地区滑坡中强发育区,该区大部分位于甘肃、青海两省，为青藏高原东北缘与黄土高原毗邻地区，属秦岭西段和祁连山区。,5、我国滑坡灾害的发育情况,本区特征： 伴随第四纪以来青藏高原的隆起和秦岭地块的不断抬升，河谷侵蚀加剧，地形陡峻，山高谷深，当地侵蚀基准面与山原面高差达1000-1500m。尤其大面积黄土覆盖的第三纪红色地
11、层分布区、沟壑纵横，坡陡谷深，气候干旱，雨量集中，时有暴雨发生。,5、我国滑坡灾害的发育情况,(5) 汾渭谷地边缘带及陕西黄土高原区滑坡中强发育区,该区属渭北山地、吕梁山、秦岭北缘、中条山和太行山西南隅，地理上归于陕北黄土高原及其边缘地带。,5、我国滑坡灾害的发育情况,本区特征： 黄土滑坡分布广泛。 由于黄土区坡高，地形陡峭，土体中节理裂隙发育，在暴雨或连续降雨期，斜坡稳定性显著降低，滑坡、崩塌活动极其频繁。,5、我国滑坡灾害的发育情况,(6) 长江中上游地区滑坡中强发育区,5、我国滑坡灾害的发育情况,本区特征： 河流侵蚀下切作用强烈，多形成高山峡谷地貌。滑坡、崩塌、泥石流多发育于长江干流和支
12、流河谷区。在长江三峡工程库区690km2的岸坡带，发育较大型滑坡、崩塌和斜坡变形体263处,据四川省统计,1981-1985年五年间,一次暴雨激发崩塌、滑坡达1000处以上的县有28个。,5、我国滑坡灾害的发育情况,地震 降雨、融雪、水库蓄水 人工开挖 植被 风化作用 ,内在因素,外部因素,6、滑坡的成因机理,岩土类型及性质 地质构造 地形 ,6、滑坡的成因机理,内在因素 岩土类型及性质决定抗滑力的根本因素 坡形相同的情况下：坚硬岩石斜坡半坚硬岩石松散土坡 沉积岩：层理软弱夹层 岩浆岩：原生节理发育，与岩石强度和风化作用有关 变质岩：由于矿物成分的差异导致工程地质性质的差异 滑坡往往集中在某些
13、特定的岩层中易滑岩组,我国易滑坡地层汇总表,地质结构(岩体结构及地质构造) 结构面结构面的产状、力学性质、规模 沉积岩地区：特大型的滑坡主要与层面构造有关 在褶皱的两翼部位，结构面往往形成上陡下缓的勺形 沿着大的构造断裂带，滑坡往往呈带状分布,按结构面的产状与临空面的关系，可分为：,(1)平迭坡：主要软弱结构面为水平的。,(2)逆向坡：主要软弱结构面的倾向与坡面的倾向相反。,(3)顺向坡：主要软弱结构面的倾向与坡面的倾向一致。,(4)斜交坡：主要软弱结构面与坡面成斜交关系。,(5)横交坡：主要软弱结构面的走向与坡面走向近于垂直。,6、滑坡的成因机理,地形地貌 斜坡坡度越大，切割深度越深，斜坡稳
14、定性越差。 斜坡越高坡内应力值越大，发生崩塌和滑坡的可能性就大。 斜坡越陡坡脚的应力集中现象越突出，最大剪应力随之增高（最大主应力，最小主应力差值增高），滑坡越易发生。,6、滑坡的成因机理,外在因素,6、滑坡的成因机理,老滑坡前部挖方导致滑坡复活（云南元磨高速公路）,6、滑坡的成因机理,堆填路堤引起滑坡,6、滑坡的成因机理,兰州海石湾滑坡（由堆载、灌水引起）,6、滑坡的成因机理,洞坪库区瞿家湾滑坡（库水位频繁升降引起）,6、滑坡的成因机理,7、滑坡稳定性分析,自然历史分析法 工程地质类比法 数学力学分析法 长期监测法 非线性科学方法,从地质构造方面分析 结构面的位置、性质、连通情况，结构面与临
15、空面的关系 斜坡可能破坏的类型、规模等。,自然历史分析法（定性的方法） 地质背景 分析影响因素 预测发展趋势,7、滑坡稳定性分析,从作用在斜坡上的外力方面分析,工程地质类比法 （半定量的方法）,7、滑坡稳定性分析,相似性原则 稳定性 斜坡要素 参数 治理措施,数学力学方法（极限平衡法、数值计算、破坏概率法） （1）刚体极限平衡法 假设前提： 只考虑破坏面上的极限破坏状态，而不考虑岩土体的变形。即视岩土体为刚体。 破坏面上的强度由C、值决定，遵循强度判据。 滑体中的压力以正压力和剪应力的形式集中作用于滑面上，均视为集中力。 三维问题简化为二维（平面）问题来求解。,安全系数：在岩土体稳定性评价中，
16、由于边界条件、荷载条件、岩土体强度等难以精确确定，通常在设计上考虑上述因素及建筑物重要性而综合确定一经验值。稳定性系数,7、滑坡稳定性分析,剩余推力法,不考虑滑块两侧的摩擦力和滑体自身挤压力,7、滑坡稳定性分析,当滑体中存在有地下水时，需要考虑边界上的水压力,赤平投影图解法,7、滑坡稳定性分析,(2) 数值计算法有限元分析,有限元分析是工程地质分析中经常运用的数值方法，它是将待考察的斜坡岩土体视为理想的弹塑性体，其应力应变关系服从弹塑性本构关系。破坏判据采用Drucker-Prager塑性屈服准则，按平面应变问题来考虑。计算时同时考虑对斜坡稳定性有影响的各种因素。 有限元分析软件目前最流行的有：ANSYS、ADINA、ABAQUS、MSC四个比较知名的公司。,7、滑坡稳定性分析,（a）计算剖面及模型,剖面网格划分。由于计算范围相对于可能
